1

BUCUREŞTI

6 APRILIE 2016

COGENERAREA DE MICĂ ŞI MEDIE

PUTERE, SOLUŢIE ALTERNATIVĂ

ŞI/SAU COMPLEMENTARĂ

COGENERĂRII DE MARE PUTERE

prof. em. dr. ing. Victor Athanasovici – Universitatea Politehnica

Bucureşti, Facultatea Energetică

dr.ing. Carmen Coman – SC ATH energ SRL

drd. ing. Cristian Athanasovici – Director General SC ATH energ SRL

PRODUCEREA ÎN COGENERARE VERSUS PRODUCEREA SEPARATĂ

Eficienţa energetică a producerii în cogenerare a căldurii şi a energiei

electrice

2

23.120.1η

η

%8582η

%6968η

%9290η%;50η

qesep

CCG

CCG

qesep

qsep

esep

↓

3

Eficienţa energetică a ansamblului SAC şi a SEE

( )

%80ηcâtcusi

kWht/kWhe,2.0ycresteQ

Ecâtcu

η

η

η

η

q)CCG(STDC

conscons

consqe

sep

CCG

sep.S

CCG.S

<

><+

4

CGMMP

Ce este CGMMP ? se referă la limitele de putere electrică şi debitele de

căldură produse interdependent (Eprod= f (Qprod)) în cogenerare în CCG

Domeniul CGMMP (cf. Directivei CE: 8/2004, act. Directiva 27/2012)

1000

PRODUCERE

CENTRALIZATĂ

PRO-

DUCERE

DESCEN-

TRALIZATĂ

PRO-

DUCERE

COLECTIVĂ PRODUCERE

INDIVIDUALĂ

indice

de volum

0,1 1 10 100

Aplicaţii – domenii

instalaţii domestice integrate

microproducţie pe grupe de cons.

curent electric de calitate, condiţii

speciale de sigur. şi frecvenţă

grupuri electrogene mobile integrate

livrare locală intermit. de energie electrică

energie electrică

energie urbană de cartier

Valorificarea biogazului

(tratarea apelor uzate)

Cogenerare pt. energ. elec.

în bază şi semibază

Cogenerare descentralizată de zonă

energie pt. terţiari şi colectivităţi

Cogenerare pt. energ. elec.

în bază şi semibază

Tipul

cogenerării

MICRO

MINI

MICĂ

MEDIE

MARE

5

CONTEXTUL DEZVOLTĂRII CGMMP

1. Dezvoltarea producerii descentralizate (PD) a energiei electrice.

2. Dezvoltarea tehnologiilor de cogenerare de înaltă eficienţă energetică cu

investiţii specifice (euro/ kWhe.inst) comparabile cu cele ale marilor CCG:

• microturbinele cu gaze (MTG);

• micromotoarele cu ardere internă (MMAI), clasice sau /

şi Stirling;

• pilele de combustie pentru cogenerare (PCb.cg).

3. Domenii de aplicare a CGMMP (cf. Directivei CE nr.

8/2004).

4. Consumatorii de utilităţi energetice sunt cointeresaţi

fiind investitori şi gestionari ai CCG.

PIAŢA CGMMP

1. Asigurarea simultană, integrată cu căldură, frig, energie electrică, într-un

sistem complex, frigul favorizând producerea descentralizată.

2. Influenţe ale cererilor de energie asupra pieţei CGMMP:

• mărimea absolută a valorilor momentane şi

anuale/sezoniere ale cererilor de energie;

• structura relativă a cererilor de energie;

6

• gradul de aplatisare a cererii totale de energie pentru

fiecare formă a sa;

• distanţele de transport ale formelor de energie

consumate;

• modul de dimensionare a instalaţiilor din CCG

(coeficientul nominal de cogenerare, optim tehnico-

economic) corelat cu tipul instalaţiilor de cogenerare ale

CCG;

• amplasarea sursei CGMMP faţă de :

o sursa de energie primară (deşeu, r.e.s

industrială, r.e.r);

o sistemul electroenergetic (CCG ale CGMMP

livrează energia electrică în RE de JT – de

distribuţie).

• un nou mod de abordare juridică şi administrativă a

consumatorului de energie, cu statut aparte, de

producător, consumator şi administrator;

• legătura directă între consumator şi mediu, prin

internalizarea costurilor de mediu şi obligativitatea de

respectare a normelor de mediu;

• efectele directe ale legislaţiei primare şi secundare

simultan impuse de ANRE, ANRSC, Ministerul mediului,

Ministerul de finanţe.

7

SECTOARE ALE CERERII DE ENERGIE, DE INTERES PENTRU CGMMP

sănătatea: spitale, clinici, complexe de tratament;

complexele sportive şi turistice: piscine, staţiuni, etc;

habitatul: complexele rezidenţiale, casele de vacanţă, pensiunile agro-

turistice;

învăţământul: licee, colegii, universităţi, complexe universitare de locuit;

centrele comerciale;

industria hotelieră;

aeroporturile;

mica industrie, specifică industriei uşoare, industriei alimentare, şi de

bunuri de consum;

complexele agroindustriale şi agroturistice, fermele de animale;

centralele electrice “verzi”, în contextul general al “PD” pentru reducerea

emisiilor poluante prin valorificarea r.e.r sau a deşeurilor energetice.

8

RESTRICŢII ALE PIEŢEI CGMMP

pentru consumatorii rezidenţiali, cu ;MWe15...1PnCGMMP.i =

pentru supermarketuri, cu

pentru întreprinderi industriale, cu ;MWe10PnCGMMP.i <

Dimensionarea CCG/CTG se face după termic şi/sau frig, trebuie să se aibe în

vedere tehnologii de producere a celor trei forme de energie:

satisfacerea integrală a cererii de căldură;

asigurarea cotei optime de energie electrică produsă în cogenerare, diferenţa faţă

de cerere urmând a se stabili “cine” şi “în ce condiţii” urmează să o asigure, în

funcţie de poziţia consumatorului faţă de SEE: izolat sau cu posibilităţi de racordare

la acesta, cu ce efort financiar ?

în cazul cererii de frig, în funcţie de mărimea şi simultaneitatea acesteia, în raport

cu celelalte două forme de energie, urmează a se stabili cota optimă de frig produsă

din IFA şi/sau din IFC;

restricţiile tehnice datorate racordării CCG-CGMMP la reţeaua electrică locală de

distribuţie, pentru a evita apariţia fenomenului de Flicker şi a armonicelor secundare

poluante.

;kWe750...400PnCGMMP.i =

9

ELEMENTE FAVORABILE DEZVOLTĂRII CGMMP, COMPARATIV CU

COGENERAREA DE MARE ANVERGURĂ

producţia CCG-CGMMP la scară industrială va reduce investiţia specifică şi

costurile specifice anuale de mentenanţă;

dezvoltarea pieţelor deregulate ale energiei electrice;

sursele de producere a energiei electrice şi a căldurii se pot amplasa la

locul de consum, reducând pierderile în reţelele de transport şi distribuţie;

reducerea investiţiei în sursele de energie şi în reţelele de transport a

căldurii;

reducerea semnificativă a facturii energetice a consumatorilor;

o dimensionare şi alegere adecvată a tehnologiei de cogenerare,

corespunzătoare fiecărui caz concret în parte, permite adaptarea

capacităţilor electrice şi termice instalate la structura reală a consumurilor

energetice ale consumatorului (ycons, în kWhe/kWht);

o mai bună adaptare la condiţiile locale, privind reglajul livrării cererilor de

căldură, la nivelul CGMMP;

10

adaptarea la natura energiei primare disponibilă local; utilizarea locală a

r.e.r. şi a deşeurilor energetice, minimizând distanţele de transport ale

acestora, între locul de producere-preparare al acestora şi locul de

consum al lor.

Aceasta constituie totodată şi o restricţie privind utilizarea r.e.r şi a

deşeurilor energetice sub aspectul amplasării CCG-CGMMP cât mai

aproape de locul de disponibilitate al acestora.

realizarea modulară a ansamblului CGMMP, reducând suprafaţa de

teren ocupată şi permiţând realizarea CCG corespunzător condiţiilor

locale, ceea ce de multe ori poate constitui şi o restricţie suplimentară;

mărirea siguranţei în alimentarea cu energie a consumatorului;

investiţii iniţiale mici, realizate etapizat, reducând riscurile financiare ale

investitorului.

11

PRINCIPALELE DEZAVANTAJE SAU LIMITĂRI ÎN APLICAREA CGMMP

natura combustibilului utilizat: în general se foloseşte CH4;

tehnologiile de cogenerare trebuie să se încadreze în limitele maxime

admise d.p.d.v al zgomotului, vibraţiilor şi al emisiilor poluante, datorită

apropierii de consumator. Trebuie să îndeplinească condiţiile deosebite

sub aspectul protecţiei contra incendiilor şi al oricăror servituţi create

asupra vecinătăţilor;

terenul şi spaţiul efectiv de amplasare a CGMMP, în funcţie de forma de

proprietate asupra acestuia şi implicit costul său;

energia electrică este produsă la joasă tensiune, impunând existenţa

TRAFO pentru ridicarea tensiunii la valoarea impusă de RE locală de

distribuţie;

necesitatea instalării în staţia electrică a CCG, a unor filtre de armonici

poluante;

dimensionarea optimă a instalaţiilor de cogenerare, atât sub aspectul

termic şi mai ales sub aspect electric, condiţionat de posibilitatea vânzării

energiei electrice şi de raportul între preţul de vânzare al acesteia şi cel de

cumpărare în SEE local;

legislaţia primară şi secundară privitoare la cumpărarea şi transportul

energiei produse, inclusiv accesul la reţeaua electrică.

12

preţurile inegale – subvenţionate mascat – ale combustibilului utilizat de

consumatorul individual, faţă de cel stabilit pentru CGMMP;

complicaţiile privind controlul sistemului de transport şi distribuţie a

energiei electrice, în condiţiile creşterii numărului de CGMMP;

inechităţile între marile companii producătoare de energie electrică şi

producătorii independenţi, d.p.d.v. al puterii de cumpărare, al politicii de

investiţii, accesul la fonduri, posibilităţilor de influenţare a reglementărilor

privind accesul la reţeaua electrică şi preţurile de vânzare / cumpărare a

energiei electrice.

CONCLUZII

În condiţiile liberalizării pieţelor şi noilor restricţii de mediu, cogenerarea,

în general, şi cogenerarea de mică putere, în particular, reprezintă o soluţie

recomandată de întreaga Comunitate Europeană.

Dezvoltarea cogenerării depinde de politica energetică specifică fiecărui

stat, materializată prin legislaţia şi reglementările din domeniu, dar şi de

cultura energetică a acestuia.

13

Descentralizarea producţiei de energie şi apropierea producţiei de locul

de consum, conduce în mod natural către cogenerarea de mică putere,

ca soluţie unică sau complementară ori alternativă pentru producerea

centralizată – cogenerarea de mare anvergură.

Noile tehnologii de cogenerare, caracterizate prin performanţe ridicate

de producere a energiei electrice şi termice, simultan cu reducerea

investiţiilor specifice, cu scăderea costurilor de producţie, o mai mare

flexibilitate în funcţionare şi cu reducerea costurilor pentru transportul

energiei, favorizează soluţiile de CGMMP.

Penetrarea cogenerării, în general, şi a CGMMP, în particular, este

frânată mai ales de structura monopolistă a producţiei de energie

electrică, de aspecte de natură tarifară, legislativă şi în general de lipsa

transparenţei din domeniu.

Obligaţia încadrării în normele limită de poluare a mediului, simultan cu

aplicarea ecotaxelor, prin internalizarea costurilor de mediu în costurile

de producere a energiei, reprezintă un factor motor pentru aplicarea

CGMMP.

În final, rezultă că aplicarea sau nu a cogenerării, în particular a

CGMMP, este o rezultantă a politicii energetice, respectiv a politicii

economice specifice fiecărei ţări, ţinându-se seama şi de nivelul

economico-social al acesteia şi de cultura energetică a populaţiei.